Standardní reakční teplo
Prosím, pomozte mi vypočítat tenhle příklad. Asi úplně nechápu vztahy mezi slučovacími a spalnými teply..
Vypočítejte standardní reakční teplo pro teplotu 298,15 K pro reakci:
3CH4 + CO2 -> 2C2H5OH
jsou li známa data:
slučovací tepla [kcal.mol-1]: C2H5OH = -66,35
CO2 = -94,0
H2O = -68,3
a spalné teplo [kcal.mol-1]: CH4 = -212,8
Díky :)
Vypočítejte standardní reakční teplo pro teplotu 298,15 K pro reakci:
3CH4 + CO2 -> 2C2H5OH
jsou li známa data:
slučovací tepla [kcal.mol-1]: C2H5OH = -66,35
CO2 = -94,0
H2O = -68,3
a spalné teplo [kcal.mol-1]: CH4 = -212,8
Díky :)
Odpovědi
Diskuze
2C + 3H2 + 3,5O2 = 2CO2 + 3H2O - (2*94 + 3*68,3)kcal
nebo postupně
2C + 3H2 + 0,5O2 = C2H5OH - 66,35 (slučovací teplo); a dál
C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O - spalné teplo C2H5OH;
Spalné teplo ekvivalentního množství prvků se rovná součtu slučovacího a spalného tepla alkoholu (Hessův zákon).
Vypočteme nejprve slučovací teplo CH4:
c + 2H2 + 2O2 = CO2 + 2H2O -(94 + 2*68,3) = 230,6kcal
Slučovací teplo CH4 = -230,6 + 212,8 = -17,8lcal/mol CH4
4C + 6H2 + O2 = 2CH3CH2OH - 2*66,35 = -132,7kcal
4C + 6H2 + O2 = 3CH4 + CO2 - (3*17,8 + 94) = -147,4kcal
-132,7 = -147,4 + Q => Q = 147,4-132,7 = 14,7lcal/mol.
Reakce je endothermní.
OK?
-230,6 + 212,8 = -17,8 kcal/mol
...ale děkuju za ochotu :)
C + 2H2 = CH4 - Q1; CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O - Q2
První rovnice je jedna cesta, dvojice rovnic na druhém řádku je druhá cesta, probíhající ve dvou stupních. Počáteční stav je v obou cestách stejný C + 2H2, konečný stav je také stejný - CO2 + 2H2O. Podle Hessova zákona tedy musí platit
Q = Q1 + Q2 .
Představ si to tak, že mol C a 2moly H2 obsahují nějaké množství energie. To je vyšší, než obsah energie v CO2 a 2H2O. Rozdíl těchto energetických obsahů se uvolní jako spalné teplo při reakci C + 2H2 + 2O2 -> CO2 + 2H2O - Q
Jestliže spálením methanu se uvolní méně energie při vzniku stejných produktů, musela se chybějící část energie uvolnit již dříve - při vzniku methanu.
Představ si fyzikální pokus. Mám kuličku na horní hraně nakloněné roviny a uvolním ji. Na dolním konci roviny změřím její rychlost a vypočtu její kinetickou energii.
Nyní tenhle pokus zopakuji, ale v polovině nakloněné roviny kuličku zabrzdím a tím jí část energie odeberu. Na dolním konci roviny bude mít kulička energii menší o energii, odebranou brzděním. Energie, odebraná brzděním pak bude rovná rozdílu energie na dolním konci roviny v prvním a druhém pokusu. Náš chemický příklad je podobný.
Stačí?
jen jsem Vám chtěla moc poděkovat, Mezku. Právě jsem se potýkala s tím samým příkladem a dokonale jste to vysvětlil. I já jsem to pochopila! Ještě jednou moc děkuji!!